空间开发功能区划方法的初探陈雯

1、空间开发功能区划方法的初探陈雯陈雯 段学军 陈江龙（中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京210008）摘要：空间开发功能区划是根据区域的自然、社会、经济和环境的特征，提出区域开发方向和发展潜力的分异规律，是引导空间开发秩序、实施区域空间调控的重要依据。本文着重对空间开发功能区划的出发点、类型、指标体系等方面进行初步探讨，提出了以经济社会开发价值和自然生态保护价值的趋同性的动态聚类和互斥性的矩阵分类方法相结合的基本方法。关键词：空间开发功能区划、经济社会开发价值，自然生态保护价值，动态聚类和矩阵分类一、区划与空间功能区划随着我国地区发展动力和区域调控机制的变化，政府对经济社会活动的调控和干预方式

2、，除了总量控制和产业控制外，迫切需要增强空间控制的手法。空间功能区划是根据区域的自然、社会、经济和环境的特征，提出区域开发方向和发展潜力的分异规律，是引导空间开发秩序、实施区域空间调控的重要依据。应当说，地理学是研究空间分异的科学，区划作为空间分异规律总结在空间上的划分，是地理学长期以来以区域为对象、致力研究的一项重要工作。1950年以来，我国相继开展全国性的自然区划、农业区划的重大基础性工作，继而开展了经济区划，目前国家环保局也正在各地开展了生态功能区划工作，等等。这些区划工作都将在理论和方法上给予空间开发功能区划很好的研究基础和启发。自然区划是对气候、地形、地貌、土壤、植被等要素根据地带性

3、与非地带相结合、发生一致性、区域共轭性等原则，划分不同等级的自然地理综合体（席承藩等，1984；景贵和，1986）。农业区划是以农业类型、农业区域作为农业系统划分的空间单元，自然地域分异规律与社会劳动地域分工规律相结合，在综合自然区划基础上，根据农业特点和条件的内部相似性和外部差异性而划分出具有不同的比较优势、发展前景和建设途径的区域，为合理调整农业内部结构与生产布局提供科学的可行性依据（周立三，1993）。经济区划是根据社会劳动地域分工规律，对全国领土进行战略性划分，揭示各地区发展的有利条件和制约因素，指出各经济区专业化发展的方向和产业结构的特点，是对未来社会劳动地域分工新格局的构想（杨树珍

4、，1989）。生态功能区划是根据生态环境要素、生态环境敏感性和生态服务功能分区的空间分异规律，将区域划分为不同的生态功能区，为制定区域环境保护与建设规划、维护区域生态安全以及资源合理开发利用与生产力布局提供科学依据。生态区划既考虑了自然环境特征和过程，也考虑了人类活动的影响，是特征区划和功能区划的相互统一（傅伯杰，1999）。空间开发功能区划是从促进经济、人口、资源和环境协调发展以及综合效益最大化的角度出发，根据空间功能区划的原则、方法，确定功能区划分标准，划定区域内各类功能区的“红线”。因此，与以上的各种区划相比，空间开发功能区划同样也遵循了区域一致性、差异性、等级性的特点，且综合性、导向性

5、、控制性更强。具体表现为1、体现自然与经济的高度综合。空间功能必须充分体现其自然生态价值和经济开发价值，为此，既考虑了自然环境特征和过程，也要考虑资源开发成本和人类活动开发需求，更要考虑人类活动与自然过程的相互影响和作用关系。2、突出发展导向与空间控制的一体。以往的农业和经济区划一般侧重于明确地区适合做什么，而空间功能区划除了明确各类型区的开发重点和导向外，更重要的是从资源供给、开发需求、人地协调及可持续发展观的角度出发，确定空间开发的限制内涵，既要划定开发类型，更要明确空间开发强度与控制内容。3、实现人口、经济、资源、环境的空间均衡。空间均衡，不是指空间的平均分配，资源环境的可承载力与人口、

6、经济活动的容量相协调、相均衡。也就是让开发成本低、资源环境容量大、发展需求旺盛的地区承担高强度的社会经济活动，从而降低生态价值高、开发难度大区域的社会经济活动，使其主要承担生态维护功能，从而从总体空间上协调经济发展与生态环境矛盾。空间功能区划将融会以人为本、可持续发展的思想，将传统地理学的资源、环境要素的分析方法与经济学的成本效益、供给需求等研究思路相结合，分析特定空间单元的资源环境基础、开发潜力、利用成本及其对人口和经济活动的承载力，探讨其区位及经济社会基础、增长动力、发展收益和开发需求，以确定特定空间的开发强度和方向。二、空间功能区划的基本思路借鉴国内外已有的农业区划、生态区划、经济区划等

7、研究思路和方法，结合省情、区情，建立划分经济社会活动强度和方向的方法、指标体系及标准，是空间功能区划的主要内涵。1、区划的分析框架 1.1 基本方法现有区划的分析方法归纳起来，一般有以下几种：专家集成的定性分析，矩阵聚类和逐步归并的模型定量（傅伯杰，2001）、最终分类评价矩阵（Final Classification Matrix）（IREUS-SCHRIFTENREIHE BAND 22）等。综合国内外区划的最新进展，空间开发功能区划的基本思路：采用趋同性分析方法，分别确定自然价值和经济价值，而后采用列联表互斥的矩阵分类方法，进行经济社会开发价值与自然生态保护价值的分类考虑，提出功能类型分

8、区：高强度开发区、中等强度开发区、低强度建设区（或称生态敏感区）、禁止发展区等。功能定位如表1。表1 空间开发价值评估与发展方向引导Tab1.The evaluation of spatial value and development Orientation自然生态保护价值低中高经济社会开发价值高无限制的开发高强度的开发建设区有条件地开发，依据具体情况而具体分析，中等强度开发区域有条件地保护依据具体情况而定中无限制的开发，高强度的开发建设区，可依据具体状况作为预留，有条件地开发，依据具体情况而具体分析，中等强度开发区域绝对保护低强度开发区（生态敏感区）低依需求而定，灰色地区有条件地保护，低强

9、度开发区（生态敏感区）绝对保护禁止发展区而后对每一空间（地块）的发展现状，对照开发保护价值，进一步判断地块的开发合理性，从而提出调整方向，特别是一些生态价值较高、但开发程度较大的区域，建议为饱和开发区，调减开发强度。1.2 空间经济社会开发价值的评估经济社会价值代表了在特定空间地块的经济社会发展需求强度。为获得空间社会经济不同价值类型，可通过2步2维矩阵形式进行综合集成。首先由“资源数量”和“资源质量”综合形成“开发成本”，由“开发成本”与“比较效益”综合形成“社会经济价值”。图1展示了空间社会经济价值评估的一个理论框架。资源质量资源数量资源开发成本空间的社会经济价值比较效益（区位优势、开发基

10、础形成的级差收益等）图1. 社会经济价值的形成框架Fig1. The appraising framework of social and economic value此外，在社会经济价值实际评估中，可以借鉴比较成熟的不动产价值评估方法，如收益还原法、市场比较法、假设开发法、剩余法、基准地价修正法等（林肯土地政策研究所，2003；严星，1999；黄贤金，1997；林英彦，1989等，曲福田，2001等），对结果进行校正。特别是目前已经开展的城镇基准地价和农用地估价的工作，可以作为以上工作的验证。1.2 自然生态保护价值的判断自然生态保护价值的定量化评估是基于可持续发展战略的空间规划的重点和难点

11、。由于自然生态价值是一种无形的价值，包括气候调节、水调控、控制水土流失、物质循环、污染净化、生物多样性、娱乐价值等多种功能，人类对于生态环境的需求具有高收入弹性的特点，在价值的量化上处于不同经济发展阶段不同收入阶层的人环境意识差别较大，因此价值的主观判断难以统一，如自然资源的存在价值、选择价值的判断依赖于人们的伦理道德标准，这就给价值评估带来很大的不确定性。因此，自然生态价值的评估的定量化在理论上可能有完美的表述，但实际操作的可行性和社会认同性较差。目前对于大尺度空间的生态价值评估的案例并不多见，更多的是对于小尺度空间内具体宗地的个别生态价值评价。自然生态环境价值的评估常见的方法有旅行费用法、

12、内涵资产价值法、意愿调查价值评估法、人力资本法、机会成本法等（弗里曼，2002；郭明等，2003）基于我国的现实情况，空间开发功能区划中自然生态价值的获取，采取定性与定量的方法相结合，综合判断确定这一空间是否具有特殊敏感区 特殊敏感区的确定可借鉴Smith（1997）和George Newman（1982）的观点，包括：1、区域内存在重要的、稀少的或者濒危的天然物种；2、存在省级或国家级稀有的或高质量的动植物种群或景观，包含具有重要历史价值和考古价值的区域；3、属于未受干扰的大面积区域，因而可作为不能受人类干扰的物种的栖息地；4、区域内独特的而且数量有限的地区，或残留的小块动植物栖息地和产地，

13、这些地区曾经较大，当现在已几乎全部消失；5、由于地貌景观、土壤、水和小气候影响，生长独特动植物群落的区域；6、被确定为野生动物长距离活动提供不受干扰的森林廊道和其他天然庇护所的区域；7、提供重要生态功能的区域，如储藏和补给天然水源以保持大规模区域内的水资源平衡的区域；8、不当的开发活动可能造成生命或财产损失的区域，如滑坡区、洪水区、地震区、雪崩区或者火灾区等。，包括水源地、灾害易损区、独特景观和遗存区等，是否为农业比较效益较高的地区，是否为较大环境价值的区域（如工业区周围的绿色隔离带等）。采用专家集成与模型定量相结合的方法对自然生态重要性及价值进行评分，从而确定规划区域一定尺度范围的平均生态价

14、值。2、功能区类型划分和指标体系空间控制是进行功能区划的最直接目的，因此功能区划分的第一步是区分空间是否适宜建设、或适宜高强度开发建设。因此，空间功能的一级区划以开发强度为主要标准，较大区域的功能区拟初步分为以下几种类型：（1）优先发展区域：高强度强度开发区域中，目前尚有较大发展潜力，适于近期大规模的区域，借鉴国外经验，允许在这些区域拥有一定时期土地优先权（2）适度开发区域（条件开发区）：中等强度开发区中，目前尚有较大发展潜力，适于近期建设的区域，有一定条件限制的中等强度开发区域，（3）开发饱和区：开发已趋于稳定和饱和区域，今后要保持经济结构的协调稳定或升级改造（4）从缓发展区（或远期发展区）

15、：近期开发条件尚不具备、预留为远景发展区域（5）控制开发区：具有较大生态价值，有限制的低密度开发其次，根据行业比较优势分析，依据开发方向将以上区域再细分为若干分区。随着我国区域发展速度增快，在区划中将可以界定一部分的白地（灰地），作为弹性用地空间处理；同时，在发展方向上，也鼓励一些相互关联，又不互相干扰的功能在空间上适度混合。对市级功能区可以确定更加明确的开发方向。指标体系主要包括自然生态价值和经济开发价值的两个方面的指标。其中自然要素，体现了生态价值和开发成本等。其中自然环境要素包括气候、地貌、水文、土壤和工程地质条件、自然灾害发生强度和频率、植被和野生动植物等；自然资源要素包括水资源承载力

16、、获取性，土地资源的相对价值和供给状况，其他资源开发潜力；生态环境要素，包括生态敏感性程度、环境污染现状与环境容量等。经济要素，体现为开发需求和比较优势等。其中综合区位要素包括基础设施的通达性、与经济中心的可达性、中心边缘位置的判断；经济基础要素包括经济实力和开发强度、产业构成和产出效益、富裕程度与资本积累能力、市场化程度；人文社会要素包括人口密度、文化素质、政府服务环境等。三、案例应用1、江苏产业功能分区动态聚类分析方法应用按照动态聚类分区的方法和原理，对江苏省71个县（市）按产业功能进行聚类。首先，确定参加聚类的单元和聚类分析的指标。每个单元按如下指标进行聚类分析：F1= f1, f2,

17、f3 f1、f2、f3分别为一、二、三产业产值；F2=f11, f12, f13, f14 f11、f12、f13、f14 分别为农业各行业（农、林、牧、渔业）产值；F3=f21, f22, , f212 f21、f22、f212分别为工业各行业产值；F4=f31, f32, , f311 f31、f32、f311分别为第三产业各行业产值；F5=f11, f12, f13, f14, f21, f22, , f212, f31, f32, , f311 f11, f12, f13, f14, f21, f22, , f212, f31, f32, , f311分别为第一产业各行业、第二产业各行

18、业和第三产业各行业的产值。在此基础上建立聚类分析矩阵，根据动态聚类分析计算的原则，以地级市行政区划（2001年）为分类标准，把71个县市分成13个欲形成类，把欲形成类所包括县市的指标（指标体系F1F5）平均值作为凝聚点。通过多次动态聚类和迭代运算，形成基于F1F5的五种产业功能类型划分方案（见图3）。 图3 产业分类的聚类图Fig 3. The clustering map of industrial category从以上结果看，根据农业行业聚类，苏北沿海和沿洪泽湖区较明显；根据工业行业聚类，苏南沿沪宁线、苏北沿陇海线特征明显，临江区域也较为趋同；根据服务业行业聚类，南京、苏州、无锡、常州、

19、徐州等大城市相近；根据三次产业结构分类，苏北西片的农业集群比较突出；根据一二三产业所有行业聚类，在苏南、苏中和苏北各产生了几个集聚区域。但是，聚类结果在空间上仍显零乱（同属一种类型的区域在空间上并不全部集聚在一起）。为此，聚类过程进一步引入空间关系，并适当考虑若干区域的发展前景，把以上5种聚类结果形成的连片区域（包括2以上的县市）作为一个新的样本和其它没有成片的聚类地区重新进行基于指标体系F5的多次聚类。最后，根据同一功能区自然资源和区位条件相似、发展趋势相近的原则进行适当调整，形成十大产业功能区域，体现江苏省产业空间分异的特征，而且能够反映江苏省沿江制造业集聚、向下游延伸产业链、向北梯度发展

20、的趋势与格局（图4）。图 4 全省十大功能区域Fig 4. Ten function areas in Jiangsu Province从聚类结果（图 4）可以将这10大功能区基本定位如表2。表2 10大功能区的产业分工Tab 2. The industries in 10 function areas编号功能区名称产业基本功能1宁镇沿江区重化工业集聚，电子信息和服务业较为发达2苏锡常沿湖地区电子信息业和机电制造集聚，商贸业发达3苏锡常沿江地区高端重化工业和纺织等制造业较为发达4西南丘陵地区生态农业，传统制造业5苏中沿江地区传统制造业，中端重化工业，6苏中江海交汇区食品、纺织等传统工业集聚，潜

21、育得重化工业7沿东陇海线区域资源加工业，临港重化工业，商贸服务业，8苏北沿湖地区农业种植、渔业及农副产品加工9苏北中部地区综合农业10苏北临海区域滩涂农业、海洋产业2、南通岸线利用功能区划分类矩阵法的应用岸线的功能区划重点在于评价岸线的开发价值，包括经济和生态两方面。其中，经济价值，主要依据岸线资源等级及开发成本等而论的港口建设价值；其生态价值，则主要依据水源保护、生态隔离或生活旅游的需求而定。其中，取水水源区及对河势有重要影响的节点生态保护价值最高，其次是生态隔离、预留开发及生活旅游深水等岸段。对南通岸线的经济与生态价值分等见表3。对具有不同经济与生态价值的岸段，其开发利用方向规定如表4。同

22、时，综合比较岸线经济生态开发价值和开发利用现状基础上，就可以对开发现状和利用价值不相吻合的岸线进行调整。岸线利用现状，包括经济开发和生态保护程度。经济开发程度指岸线经济产出率，生态保护程度指岸线利用对生态系统的影响程度。港口和工业码头岸线开发密度高，意味着经济开发程度高，生态保护程度低。对南通各岸段的岸线利用程度评价见表5。水源或湿地保护区或河势影响节点龙爪岩上游1公里裤子港、新开港闸洪港风景区下口长青沙北汊口上游1.3公里北汊口，越江路通吕运河口，苏通大桥桥位500米及过江通道生态隔离或生活旅游功能长青沙北汊口九圩港、海门港闸入海口通吕运河口任港、任港姚港、姚港龙爪岩上游1公里生态保护要求低

23、如靖界长青沙北汊口上游1.3公里、九圩港芦泾港、芦泾港越江路，裤子港新开港闸，水山船厂海门港闸洪港风景区下口原水山船厂无港口码头开发价值二级岸线或远期能够改造利用一级岸线或易于改造成一级生态保护价值港口经济开发价值表3 岸线的经济与生态价值评价严格保护严格保护生态敏感岸段，允许低强度开发兼顾港口开发和生态、生活旅游功能根据发展需求，关注河势影响，适度开发高强度开发港口经济开发价值生态保护价值表4 岸线的开发方向导向未破坏破环程度低水山船厂海门港闸海门港闸入海口，如靖界长青沙北汊口上游1.3公里、龙爪岩上游1公里裤子港未保护长青沙北汊口上游1.3公里长青沙北汊口、长青沙北汊口九圩港、新开港闸洪港

24、风景区下口、越江路通吕运河口、通吕运河口任港、芦泾港越江路九圩港芦泾港、任港姚港、姚港龙爪岩上游1公里、裤子港新开港闸，洪港风景区下口水山船厂开发强度不高开发利用密度高表5 岸线利用程度评价生态保护程度港口经济开发程度由此提出南通需要调整和重新进行功能定位的岸段。其中要加强高生态价值岸段保护主要为取水口和调水水源保护区、风景旅游区和不宜开发的湿地岸段，如龙爪岩上游1公里裤子港、越江路通吕运河口、海门港闸入海口；其次，对经济价值较高、同时贴近城区的港口工业岸段，具有一定的生态价值和亲水空间价值，考虑部分调整为生活旅游岸线，如通吕运河口任港等。四、结语空间功能区划是区域空间规划的核心内容，也是地理

25、学中人文与自然理论结合、定性与定量方法综合等的研究方向。要真正建立适合我国国情的空间功能区划的方法、指标体系及标准，还需要进一步的理论探索研究，关键性问题主要包括：科学性、可获取性、代表性较强的经济生态指标的选择，经济社会价值和自然生态价值的定量化及要素综合计量方法，分区的基本原则和功能区的确定标准，等。参考文献：1、 Institute of regional development planning, University of Stuttgart, Chinese Academy of Sciences, South East Resources Environment Comprehensive Research Centre, IREUS-SCHRIFTENREIHE BAND 22 2、 Newman, Harry Georgy III. 1982, An environmentally sensitiv